JP2688065B2 - ペネム類の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、抗菌活性を有する６−［（1R）−ヒドロキ
シエチル］ペネム酸類の新規な製造方法に関する。

より特定的には本発明は、式Ｉ ［式中、Ｒはカルボキシ基またはカルボキシル陰イオン
を示し、R₁はテトラヒドロフラニル基または適宜置換さ
れたC₁〜C₄アルキル、メチルフェニルもしくはメチルフ
ェノキシメチル基を示し、ここで置換基は （ｉ）ヒドロキシ、アミノ、カルバモイルオキシ、C₁〜
C₁₈アルコキシもしくはカルボキシ基またはハロゲン原
子、 （ii）10個までの炭素原子と窒素、酸素および硫黄より
なる群から選択される４個までの環異原子とを有する適
宜置換された複素環チオ基、（ここで置換基は前記
（ｉ）に記載のものまたはC₁〜C₄アルキル、オキソもし
くはカルバモイル基である）、 （iii）適宜置換されるかまたは融合したピリジニウ
ム、Ｎ−メチルピロリジウムもしくはピペリジニウム基
（ここで置換基は前記（ｉ）に記載のものまたはスルホ
ニルオキシもしくはカルボキシ基により適宜置換された
C₁〜C₄アルキル基である） のいずれかであり、かつR₂は水素原子またはヒドロキシ
保護基を示す］ の化合物を製造するに際し、式II ［式中、R₁およびR₂は上記の意味を有し、R₃は水素原子
または１〜６個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
かつR₄は水素原子または１〜18個の炭素原子を有するア
ルキル、アルケニル、フェニル、フェンルアルケニルも
しくはフェニルアルキルまたはアルコキシ基を示す］ の化合物を、酵素により加水分解することを特徴とする
前記式Ｉの化合物の製造方法に関するものである。R₂が
示しうるヒドロキシ保護基はｐ−ニトロベンジルオキシ
カルボニル、2,2,2−トリクロルエトキシカルボニル、
トリメチルシリル、ベンジル、ｐ−ブロモフェナシル、
トリフェニルメチルおよびピラニル基を包含する。

好適態様として本発明は、R₁がカルバモイルオキシメ
チル、メトキシメチル、ピリジニオメチルフェニル、ピ
リジニオメチルフェノキシメチルもしくはカルボキシメ
チルピリジニオメチルフェニル基である式Ｉの化合物の
製造方法に係わる。R₂が示しうる好適保護基はｐ−ニト
ロベンジルオキシカルボニル、トリメチルシリルおよび
ピラニル基である。

式ＩおよびIIの両化合物は公知であり、さらに英国特
許出願第2043639−Ａ号、第2097786−Ａ号、第2118181
−Ａ号、第2133010−Ａ号、並びに欧州特許第0167100−
Ａ号、第0166972−Ａ号、第0199446−Ａ号、第0201206
−Ａ号および1987年２月27日付け出願の欧州特許出願第
87−102825.4号に詳細に説明されかつ特許請求されてい
るように重要な抗菌剤である。

上記引用特許公報、並びに英国特許出願第2144743号
および欧州特許第0188247−Ａ号に記載されているよう
に、式ＩおよびIIの化合物は種々異なる化学合成により
製造され、或いは式IIの化合物は式Ｉの化合物のエステ
ル化によって製造することもできる。

しかしながら、式IIの化合物を式Ｉの化合物まで良好
な収率で変換する実用的方法は未だ得られていない。

上記引用の従来技術に記載されたペネム合成の際の副
反応を回避するには、２−カルボキシ基を保護する必要
があり、この目的で式−CHR₃−OCO−R₄［式中、R₃およ
びR₄は上記の意味を有する］の基を使用することができ
る。

さらに、式IIのこの種の化合物は英国特許第2133010
−Ａ号に記載されているように有用な経口吸収されるエ
ステルである。

式IIの化合物から式Ｉの化合物への簡単な変換方法に
よって、有用な「インビボ」加水分解しうるエステルと
対応の酸類との両者を少ない工程で製造することが可能
になる。

最後に、市場において不時の要求が生じた場合、貯蔵
されている安定な式IIの経口抗生物質薬剤を、有用な非
経口薬剤として処方しうる対応の酸もしくはその塩に変
換する方法が存在すると便利であろう。

本発明は、上記のような式IIの化合物の選択的かつ安
価な酵素による加水分解による式Ｉの化合物の簡単な製
造方法を提供する。

酵素により加水分解を用いる本発明の方法は、最終生
成物にを極めて緩和な条件下に極めて高い収率でしかも
望ましくない副生物を伴わずに得ることを可能にする。

式IIの化合物の配置は、ペネム核の好適な［5R,6S,
（1R）］立体化学特性を最終的に得る為に［5R,6S,（1
R）］である。

式IIの化合物のR₃はおよびR₄において、アルキルは好
ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチルであり、ア
ルケニルはアリル、メチルアリルであり、フェニルアル
ケニルはスチリルであり、フェニルアルキルはフェニル
エチル、フェニルプロピルであり、アルコキシはメトキ
シもしくはエトキシである。

好ましくはR₃は水素原子またはメチル基を示し、かつ
R₄はメチル、エチルもしくはメトキシ基を示す。特に好
ましくは、R₃は水素原子でありかつR₄はメチル基を示
す。

式IIの出発物質は、便利には欧州特許第0188247−Ａ
号に記載されるように、６−アミノペニシラン酸から８
工程で製造することができる。

したがって、本発明は式Ｉの化合物を６−アミノペニ
シラン酸から直接に合成することを可能にし、これは式
Ｉのペネム酸類の最も簡便な合成法である。

本発明の方法に適する加水分解酵素は、たとえばリパ
ーゼ、エステラーゼもしくはプロテアーゼであって、存
在しうる他の官能基に影響を与えることなく式IIの化合
物のカルボキシルエステルを選択的に加水分解する。

加水分解工程は、直接に遊離もしくは固定化された微
生物菌体を使用することにより、或いは遊離型で使用し
たり、公知技術に従って樹脂やガラスやセルロースなど
の物質にイオン結合もしくは共有結合により固定化した
り、または基質に対し透過性の繊維にグラフトさせた
り、架橋により不溶化させたりして使用しうる特定酵素
を単離することにより行なうことができる。

固定化または不溶化が有利である。何故なら、同じ酵
素を多数回の製造サイクルに使用しうるからである。

所望程度まで単離精製した酵素を使用することが、粗
菌体抽出物を用いるよりも好適である。何故なら、抽出
もしくは精製工程によって、望ましくない副生物を生成
させ収率を低下させるような汚染酵素の存在を一般に減
少させ或いは除去しうるからである。

さらに、たとえば豚の膵臓、肝臓もしくは腎臓のよう
な動物器官からの抽出により得られる酵素製剤も、エス
テル結合の加水分解を生ぜしめることができる。

たとえば下記の市販加水分解酵素を本発明の方法に使
用することができる： 酵素は、使用する酵素に応じて異なるpH（すなわち４
〜10、好ましくは５〜８の範囲）に適当に緩和に緩衝さ
れた１〜100g/の式IIのエステルの水性懸濁液へ添加
することができる。

反応は、10〜50℃（好ましくは20〜40℃）の温度で0.
5〜48時間にわたり、反応混合物中に存在する酵素の量
に応じかつ溶液中もしくは固定化型の酵素量と反応混合
物中に存在する基質量との比に応じて、バッチ式でまた
はカラム内で操作して行なうことができる。

反応混合物のpHは、アルカリ水酸化物の溶液を添加す
ることにより所望値に一定に保たれる。

最適条件下で行なわれると反応の収率は90％以上の数
値に達する。

反応の終了後、反応生成物は常法により回収すること
ができる。

以下、実施例により本発明を一層詳細に説明するが、
これら実施例は決して限定的なものではない。

実施例 １ 5gのアセトキシメチル（5R,6S）−２−カルバモイル
オキシメチル−６−［１−（Ｒ）−ヒドロキシエチル］
−ペネム−３−カルボキシレート［（II）:R₁＝CH₂OCON
H₂;R₂＝H;R₃＝H;R₄＝CH₃］を300mlの0.1N燐酸塩緩衝液
（pH＝６）に添加した。この混合物に、豚肝臓（PLE）
から得られた150U/mgの活性を有するエステラーゼの3.2
M硫酸アンモニウム懸濁物4ml（40mg）を添加し、かつ35
℃にて３時間撹拌した。pHを0.5N NaOHの添加により6.
0に保った。反応の終了後、混合物をHPLC［カラム：パ
ルチスフェアC18マットマン５μｍ（110×4.7mm），移
動相:A,0.1M燐酸塩緩衝液（pH＝2.5）;B,アセトニトリ
ル，勾配:0％のＢから80％のＢまで（30分間），流速:1
ml/min.,検出器:210.8nmおけるUV］により分析した。こ
の分析により、3.55g（93％）の（5R,6S）−２−カルバ
モイルオキシメチル−６−［１−（Ｒ）−ヒドロキシエ
チル］−ペネム−３−カルボン酸［（Ｉ）:R₁＝CH₂OCON
H₂;R₂＝Ｈ］の存在が確認された。

実施例 ２ 実施例１に記載したと同様の反応を行なったが、ただ
し使用した酵素は60U/mgの活性を有するリパーゼA6（ア
マノ）（500mg）であり、かつpHを７とした。この混合
物を25℃で16時間撹拌しかつ実施例１に記載したと同様
に分析して、58％の収率を確認した。

実施例 ３ 実施例２に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
しpHを5.5とした。混合物を35℃にて20時間撹拌しかつ
実施例１に記載したと同様に分析して、90％の収率を確
認した。

実施例 ４ 実施例２に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
しpHを６にした。混合物を35℃にて13時間撹拌しかつ実
施例１に記載したと同様に分析して、89％の収率を確認
した。

実施例 ５ 実施例１に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
し使用した酵素は小麦胚芽からの6.3U/mgの活性を有す
るリパーゼ（シグマ社）（500mg）であり、かつpHを６
とした。混合物を35℃にて18時間撹拌しかつ実施例１に
記載したと同様に分析して、70％の収率を確認した。

実施例 ６ 実施例１に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
し使用した酵素は豚腎臓からの16U/mgの活性を有するア
シラーゼＩ（セルバ社）（500mg）であり、かつpHを６
とした。混合物を35℃にて24時間撹拌しかつ実施例１に
記載したように分析して、33％の収率を確認した。

実施例 ７ 実施例１に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
し使用した酵素は60U/mgの活性を有するリパーゼA6（ア
マノ）（500mg）であり、かつpHを6.5とした。混合物を
35℃にて14時間撹拌しかつ実施例１に記載したように分
析して、66％の収率を確認した。

実施例 ８ 実施例１に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
し使用した酵素は60U/mgの活性を有するリパーゼA6（ア
マノ）（500mg）であり、かつpHを７とした。混合物を3
5℃にて11時間撹拌しかつ実施例１に記載したように分
析して、42％の収率を確認した。

実施例 ９ 実施例１に記載したと同様に反応を行なったが、ただ
しpHを7.5とした。混合物を35℃にて１時間撹拌しかつ
実施例１に記載したように分析して、90％の収率を確認
した。

実施例10 60gのアンバライトXAD−７を、0.01N燐酸塩緩衝液（p
H＝7.5）250ml中のアスペルギルス・ニガーからのリパ
ーゼA6（アマノ）1gの溶液へ添加した。この樹脂混合物
を室温にてゆっくり一晩撹拌した。次いで、樹脂を過
しかつ250mgの同じ緩衝液で洗浄した。固定化した酵素
樹脂を、0.1N燐酸塩緩衝液（pH＝６）300ml中のアセト
キシメチル（5R,6S）−２−カルバモイルオキシメチル
−６−［１−（Ｒ）−ヒドロキシエチル］−ペネム−３
−カルボキシレート［（II）:R₁＝CH₂OCONH₂;R₂＝H;R₃
＝H;R₄＝CH₃］5gの懸濁液へ添加した。反応混合物を35
℃にて20時間撹拌した。酵素を含有する樹脂をガラスフ
ィルタを通しての減圧過により分離しかつ300mlの燐
酸塩緩衝液（pH＝６）で洗浄した。

実施例１に記載したように液を分析して、55％の収
率を確認した。この固定化した酵素樹脂を、認めうる程
の活性喪失を伴うことなく３回の製造サイクルに使用す
ることができた。

実施例11 60mgのPLE（シグマ社）［3.2Mの（NH₄）₂SO₄溶液にお
ける6ml懸濁物、9000単位］を10mlの1M燐酸塩緩衝液（p
H＝7.5）を含有した透析袋に移し、これを４℃の同じ緩
衝液1000ml中に48時間放置した。透析袋の内容物を20ml
の緩衝液で希釈しかつ4gのアクリルビーズ（ユーペルギ
ットＣ、ローム・ファルマ社、西独）と混合した。室温
にて24時間後、アクリルビーズを別し、250mlの緩衝
液で１回洗浄しかつ0.1N燐酸塩緩衝液（pH＝６）300ml
中のアセトキシメチル（5R,6S）−２−カルバモイルオ
キシメチル−６−［１−（Ｒ）−ヒドロキシエチル］−
ペネム−３−カルボキシレート［（II）:R₁＝CH₂OCON
H₂;R₂＝H;R₃＝H;R₄＝CH₃］5gの懸濁液へ添加した。この
反応混合物を35℃にて２時間撹拌した。酵素を含有する
樹脂をガラスフィルタを通しての減圧過によって分離
しかつ300mlの燐酸塩緩衝液（pH＝６）で洗浄した。

実施例１に記載したように液を分析して、92％の収
率を確認した。この固定化した酵素樹脂を、認めうる程
度の活性喪失なしに10回の製造サイクルに使用すること
ができた。

実施例12 5gのメトキシカルボニルオキシメチル（5R,6S）−２
−カルバモイルオキシメチル−６−［１−（Ｒ）−ヒド
ロキシエチル］−ペネム−３−カルボキシレート［（I
I）:R₁＝CH₂OCONH₂;R₂＝H;R₃＝H;R₄＝OCH₃］を、0.1N燐
酸塩緩衝液（pH＝６）300mlに添加した。この混合物
へ、3.2M硫酸アンモニウム中の150U/mgの活性を有する
豚肝臓からのエステラーゼ（PLE）の懸濁物4ml（40mg）
を添加し、かつこれを35℃にて４時間撹拌した。0.5N
NaOHの添加によりpHを6.0に保った。反応の終了後、混
合物を実施例１に記載したように分析した。分析によ
り、3.4g（89％）の（5R,6S）−２−カルバモイルオキ
シメチル−６−［１−（Ｒ）−ヒドロキシエチル］−ペ
ネム−３−カルボン酸［（Ｉ）:R₁＝CH₂OCONH₂;R₂＝
Ｈ］の存在が示された。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】式Ｉ ［式中、Ｒはカルボキシ基またはカルボキシル陰イオン
   を示し、R₁はカルバモイルオキシ置換されたC₁アルキル
   基であり、かつR₂は水素原子またはヒドロキシ保護基を
   示す］ の化合物を製造するに際し、式II ［式中、R₁およびR₂は上記の意味を有し、R₃は水素原子
   を示し、かつR₄はC₁アルキル基を示す］ の化合物を、３−位置におけるエステル基を選択的に加
   水分解しうる、エステラーゼ、リパーゼまたはアシラー
   ゼから選択される酵素によって加水分解することを特徴
   とする前記式Ｉの化合物の製造方法。
2. 【請求項２】R₂がｐ−ニトロベンジルオキシ、トリメチ
   ルシリルもしくはピラニル基を示し、R₃が水素原子を示
   し、かつR₄がメチルを示す請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】酵素を不活性支持体上に固定化しまたは架
   橋によって不溶化させる請求項１または２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】酵素による加水分解を、式IIの化合物の濃
   度が１〜100g/であってpH4〜10に緩衝された水溶液に
   おいて10〜50℃の温度で0.5〜48時間行なう請求項１〜
   ３のいずれか一項に記載の方法。